濰北地區表層土壤鹽分空間分布特征分析

姜 涵，周姣姣，潘 健，吳泉源

(山東師范大學地理與環境學院，山東濟南 250014)

土壤屬性的空間分布特征是土壤污染治理、土地管理和現代農業的重要依據。土壤本身是一個形態和過程都相當復雜的自然綜合體，成土過程受不同的物理、化學、生物等因素的影響，使得土壤性質具有高度的空間異質性，近代以來人類活動的加劇進一步增強了土壤特性的變異和不確定性[1]。土壤鹽分是重要的土壤屬性，受氣候、成土母質、地形地貌、水資源、人為因素等的影響，具有復雜性和高度的時空變異性[2]。土壤鹽分過高會導致土壤鹽漬化，嚴重影響作物的生長，導致糧食減產進而影響區域經濟的發展。土壤鹽分的空間變異狀態在一定程度上反映了土壤耕作層內的土壤鹽漬化程度和狀態[3]。

以山東省濰坊市北部海(咸)水入侵區作為研究區，通過野外實地采集土壤樣本，在實驗室化驗土壤理化性質，利用地理信息相關技術對濰坊北部地區土壤鹽分數據進行空間分布特征研究。通過研究發現濰坊北部地區表層土壤鹽分的空間分布情況，對指導研究區合理規劃農業生產和保護人類健康具有重要的現實意義。

1 材料與方法

1.1研究區概況濰坊市位于山東半島中部，北臨萊州灣。萊州灣地區現處于經濟和人口均快速增長的階段，因此人類的活動會對環境造成極為明顯的影響[4]。萊州灣南岸地區以其獨特的地理位置、地質環境演化背景和對氣候變化的敏感性，成為中國受人類活動和自然因素影響產生自然災害最嚴重的地區[5]。濰坊北部地處渤海萊州灣南岸濱海平原地區，研究區經緯度位置大致為118°38′～119°35′E，36°45′～37°20′N，該區域擁有豐富的地下鹵水資源，灘涂面積447 km2，鹽堿荒灘2 600 km2，地勢低平坡降小，是我國海(咸)水入侵最為典型和嚴重的地區。濱海地區由于海水入侵或者高礦化度地下水作用，受海水浸漬，生成濱海鹽土，隨著海水入侵的不斷加重，濱海區域土壤發育按照潮土、鹽化潮土到鹽土的順序不斷發展，鹽漬化程度日益加重[6]。萊州灣南岸海水入侵已經對生態環境和工農業生產甚至人體健康產生重大影響。

1.2數據采集與方法該次野外采樣的時間是2014年11月，主要的采樣點范圍是在濰坊北部海(咸)水入侵地區，考慮研究區土地利用現狀、交通狀況，進行格網布點，結合高清遙感影像圖和交通路線圖均勻布設了41個樣點，采樣路線大致沿著南北方向的縣道、鄉道以及主要河流南北向進行(圖1)。在每個采樣區選取30 m×30 m 的樣方區，按照5點梅花采樣法，采集5個土樣，每個土樣的采樣深度為0～20 cm，并均勻混合成一個土壤樣品，按照4分法從混合樣品中選取500 g作為該樣點的土壤樣本。

土壤樣本帶回實驗室按照所記錄編號在避免陽光照射的條件下剔除明顯雜質，進行室內自然風干，將風干后的土壤樣本用木棍將其壓碎，進行土壤研磨，過1 mm篩，得到顆粒狀土壤樣本用于土樣的全鹽量、各類離子含量以及pH等理化性質測定，測定的方法按照《土壤農業化學分析方法》[7]。

數據分析方面運用SPSS對鹽分數據進行統計分析，運用GIS空間分析的方法將實地采樣獲取的鹽分數據與土壤采樣點的坐標數據輸入ARCGIS中，使用克里格插值對研究區土壤鹽分分布特征進行研究。

2 結果與分析

2.1土壤鹽分的描述性統計分析運用SPSS軟件對獲取的采樣點土壤鹽分進行統計分析，得到樣本土壤中8種離子的含量，結果見表1。

圖1 研究區范圍與采樣點分布Fig.1 Scope of study area and sampling sites distribution

離子Ion最小值Min∥g/kg最大值Max∥g/kg均值Mean∥g/kg標準差SD峰度Kurtosis偏度Skewness變異系數CV比例Proportion∥%K+0.003270.270330.0355560.04788514.4088253.44839051.34675226.501Na+0.018473.667210.3546900.73892212.2908093.47508162.083290664.854Ca2+0.014520.297260.0904860.0581106.0470752.27285500.642201716.545Mg2+0.011741.049930.0661730.16092537.3429726.00575282.431892512.100Cl-0.020037.644250.5128281.39770218.3336754.15142182.725481046.146SO2-40.011761.855450.2987140.35934513.0024933.52375111.202972626.879HCO-30.121920.704050.2993430.1312781.1280931.08204330.438553626.936CO2-30.000000.017980.0004390.00280841.0000006.40312426.40312420.039全鹽量Totalsaltcontent14.8422040.4263091.3492821.65822816.9564553.98658901.5958002—

各類離子的含量不同，分布狀況也不盡相同，各類離子與全鹽量之間存在的相關性，運用SPSS對土壤中各類離子含量與全鹽量做相關分析，結果見表2。

表2 各類離子與全鹽量的相關分析

注：** 相關性在0.01水平顯著，* 相關性在0.05水平顯著

Note：** stands for significant differences at 0.01 level，* stands for significant differences at 0.05 level

圖2 土壤表層鹽分空間分布Fig.2 Spatial distribution of soil surface salinity

3 結論與討論

(2)各類離子離散程度較高。空間分析表明，濰坊北部地區表層土壤鹽分的空間分布情況主要為：東北部沿海地區土壤鹽分含量較高，從東北向西南呈現逐漸遞減的趨勢，即受到海水入侵的影響由沿海向內陸逐漸遞減。應用GIS的空間插值方法，將研究區域內分散的土壤采樣點位置數據與屬性數據相結合進行空間插值，并得到研究區域內未檢測地區的數據，并可以分析研究區域的土壤鹽分空間分布情況，可以有效地提高區域內土壤鹽分的監測效率，為農業發展提供參考。

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